锁定放大微弱信号检测仿真与设计研究

摘要：

为解决商用锁定放大器不便于特定应用背景下微弱信号检测系统的灵活扩展与剪裁，该文分析了正交锁定放大的基本原理，建立了正交锁定放大的MATLAB/SIMULINK数学模型，展示了锁定放大所能达到的性能以及数字信号处理对锁定放大性能的改善效果。给出了正交锁定放大检测装置的硬件设计过程，包括前端信号调理电路、移相电路、相敏检测电路、低通滤波电路、均方值电路及数字显示电路等。仿真表明，在高斯噪声影响下，微弱信号检测可以达到较高的检测精度，且通过滑动平均值滤波算法可以有效提高检测的精度。实验研究表明，在噪声信号峰峰值为10 V情况下，可以将50 mV 的有用信号提取出来，且在50 mV以上可以拟合出较好的输入输出线性关系，便于检测装置的标定。

关键词：微弱信号检测、锁定放大、信号调理

分类号：TN722(基本电子电路)

资助基金：山东省高等学校科技计划项目J14LN26;山东省博士基金BS2011DX037;青岛理工大学教育教学研究课题D2013-78

在线出版日期：2016-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：40-43,88